电气与控制工程学院 课程教学大纲 课程名(COURSE TITLE): 现代电力电子技术1 课程代码(COURSE CODE): 7099811 学分(CREDIT VALUE): 4 开课单位(DEPARTMENT/UNIT)：电气工程系 版本(VERSION): DG7099811-202108 课程负责人 (COURSE COORDINATOR): 周京华 北方工业大学电气与控制工程学院 2021年8月
电气与控制工程学院 课程教学大纲 课 程 名（COURSE TITLE）： 现代电力电子技术 I 课程代码（COURSE CODE）： 7099811 学 分（CREDIT VALUE）： 4 开课单位（DEPARTMENT/UNIT）： 电气工程系 版 本（VERSION）： DG7099811-202108 课程负责人 （COURSE COORDINATOR）： 周京华 北方工业大学 电气与控制工程学院 2021 年 8 月
目录 1课程基本信息 2毕业要求与课程目标」 21本课程支撑的毕业要求观测点. 2.2课程目标 2.3毕业要求与课程目标的关系 3课程内容及安推 3.1课程学时总体安排 32各知识单元内容和预期学习目标 .7 4课堂教学设计和实施载体 .14 5课程实验教学 .16 5.1实验名称和安排 6 52实验要求和教学组织 17 5.3实验预习和实验报告要求 20 5.4实验教学在能力培养方面的具体措施. …21 6课程考核方案和依据 22 6.1课程考核方案 2 6.2课程各考核项评价依据和标准 23 7本次修订说明 25 8其他需要说明的问愿
2 目 录 1 课程基本信息.........................................................................................................................3 2 毕业要求与课程目标.............................................................................................................4 2.1 本课程支撑的毕业要求观测点......................................................................................4 2.2 课程目标..........................................................................................................................4 2.3 毕业要求与课程目标的关系..........................................................................................6 3 课程内容及安排.....................................................................................................................7 3.1 课程学时总体安排..........................................................................................................7 3.2 各知识单元内容和预期学习目标..................................................................................7 4 课堂教学设计和实施载体...................................................................................................14 5 课程实验教学.......................................................................................................................16 5.1 实验名称和安排............................................................................................................16 5.2 实验要求和教学组织....................................................................................................17 5.3 实验预习和实验报告要求............................................................................................20 5.4 实验教学在能力培养方面的具体措施....................................................................... 21 6 课程考核方案和依据...........................................................................................................22 6.1 课程考核方案................................................................................................................22 6.2 课程各考核项评价依据和标准................................................................................... 23 7 本次修订说明.......................................................................................................................25 8 其他需要说明的问题...........................................................................................................26
1课程基本信息 课程名称（中文） 现代电力电子技术I 课程名称（英文） Modern Power Eleetronies i 课程计划学时 64 课外学时建议 90 计划学时构成 理论学时50 实验学时14 上机学时 0 课外学时要求 线上学习要求：21 自主学习建议学时：69 先修课名称 7030701)高等数学(1)、(7030702)高等数学(2)、(7021241)电路分析、(7069201) 模拟电子技术、(7087611)数字电子技术 适用专业年级 电气工程及其自动化、新能源科学与工稻 开课单位 电气工程系 本课程为电气工程及其自动化专业的专业教有课程必修课，开设于第5号 期。本课程为学生从事电气工程领域的相关工作奠定基本的理论基础，目的是 让学生掌握常用电力电子器件的原理和使用方法、堂握四种电力电子变换电路 课程简介 的原理、波形分析及PWM控制方法，了解电力电子技术在工业领域中的具体 应用与发展趋势，培养学生分析和解决具体电力电子系统问题的能力，为后线 专业课奠定坚实的基础。考核方式为平时成绩+期末考试成绩，期末考试为闭卷 考试。 基础资料： (1)《电力电子技术》（第5版），王兆安刘进军主编，机械工业出版社 2010年.1SBN号：978.7-111.26806.2 (2)《现代电力电子技术》，周京华李正熙主编，中国水利水电出版社 2013年，1SBN号：978-7-517-01169-9 参考资料： 教材和学习资源 (1)《电力电子技术原理、控制与应用》，周京华等译，机域工业出版社 2021年，1SBN号：978-7-111-66063-7 (2)《现代电力电子技术》，林渭勋主编，机械工业出版社，2010年，SB八 号：978-7-111-16096-0 (3)Power Eleetronics,David Allan Bradley,CRC Press,2017,ISBN 号：978-0-41-57100-8 大纲版本号 DG7099811-202108 前一版本号 DG7099811-201912 大纲修订人 周京华 修订时间 2021.08 课程团队负贵人 梅杨 实验教学审核人 胡长斌
3 1 课程基本信息 课程名称（中文） 现代电力电子技术 I 课程名称（英文） Modern Power Electronics I 课程计划学时 64 课外学时建议 90 计划学时构成 理论学时 50 实验学时 14 上机学时 0 课外学时要求 线上学习要求：21 自主学习建议学时：69 先修课名称 (7030701)高等数学(1)、(7030702)高等数学(2) 、(7021241)电路分析、(7069201) 模拟电子技术、(7087611)数字电子技术 适用专业年级 电气工程及其自动化、新能源科学与工程 开课单位 电气工程系 课 程 简 介 本课程为电气工程及其自动化专业的专业教育课程必修课，开设于第 5 学 期。本课程为学生从事电气工程领域的相关工作奠定基本的理论基础，目的是 让学生掌握常用电力电子器件的原理和使用方法、掌握四种电力电子变换电路 的原理、波形分析及 PWM 控制方法，了解电力电子技术在工业领域中的具体 应用与发展趋势，培养学生分析和解决具体电力电子系统问题的能力，为后续 专业课奠定坚实的基础。考核方式为平时成绩+期末考试成绩，期末考试为闭卷 考试。 教材和学习资源 基础资料： （1）《电力电子技术》（第 5 版），王兆安 刘进军主编，机械工业出版社， 2010 年，ISBN 号：978-7-111-26806-2 （2）《现代电力电子技术》，周京华 李正熙主编，中国水利水电出版社， 2013 年，ISBN 号：978-7-517-01169-9 参考资料： （1）《电力电子技术原理、控制与应用》，周京华等译，机械工业出版社， 2021 年，ISBN 号：978-7-111-66063-7 （2）《现代电力电子技术》，林渭勋主编，机械工业出版社，2010 年，ISBN 号：978-7-111-16096-0 （3） Power Electronics，David Allan Bradley，CRC Press，2017 年，ISBN 号：978-0-41-57100-8 （4）教师推荐的 MOOC 资源 大纲版本号 DG7099811-202108 前一版本号 DG7099811-201912 大纲修订人 周京华 修订时间 2021.08 课程团队负责人 梅杨 实验教学审核人 胡长斌
专业负责人 周京华 审核时间 2021.08 学院批准人 徐继宁 批准时间 2021.09 2毕业要求与课程目标 2.1本课程支撑的毕业要求观测点 电气工程及其自动化专业和新能源科学与工程专业2019版培养方案为本课 程设置了6个观测点，具体如下： (1)毕业要求观测点15：掌握专业基础理论知识，具备将电气工程、控制 工程、计算机科学与技术等多学科基础知识应用于分析和解决复杂电气工程问题 的能力。 (2)毕业要求观测点21：能利用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 分析复杂电气工程问题的工作机理，针对复杂工程问题建立数学和物理模型并得 出恰当结论。 (3)毕业要求观测点4-2：能根据实验步骤操作实验装置，正确采集和整理 实验数据，对实验数据和结果进行分析和解释，并与理论分析进行比较，通过信 息综合得出合理有效的结论。 (4)毕业要求观测点5-1：能开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工 程工具和信息技术工具。 (5)毕业要求观测点9-1：能理解多学科团队中各角色的作用及其内在联 系，理解分工和协作、参与和分享、信任与尊重。 (6)毕业要求观测点121：具有自主学习与终身学习并适应发展的能力。 2.2课程目标 根据电气专业、新能源专业毕业要求观测点，本课程设置了8个知识目标 4个能力目标（简称：DLDZ-X),另根据教育部和学校要求，课程设置了1个 思政目标，不做输出目标考核。 知识目标： DLDZ-1:电力电子技术的基本概念和具体应用 掌握电力电子技术的基本概念、分类：理解电力电子技术与相关课程之间的
4 专业负责人 周京华 审核时间 2021.08 学院批准人 徐继宁 批准时间 2021.09 2 毕业要求与课程目标 2.1 本课程支撑的毕业要求观测点 电气工程及其自动化专业和新能源科学与工程专业 2019 版培养方案为本课 程设置了 6 个观测点，具体如下： （1）毕业要求观测点 1-5：掌握专业基础理论知识，具备将电气工程、控制 工程、计算机科学与技术等多学科基础知识应用于分析和解决复杂电气工程问题 的能力。 （2）毕业要求观测点 2-1：能利用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 分析复杂电气工程问题的工作机理，针对复杂工程问题建立数学和物理模型并得 出恰当结论。 （3）毕业要求观测点 4-2：能根据实验步骤操作实验装置，正确采集和整理 实验数据，对实验数据和结果进行分析和解释，并与理论分析进行比较，通过信 息综合得出合理有效的结论。 （4）毕业要求观测点 5-1：能开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工 程工具和信息技术工具。 （5）毕业要求观测点 9-1：能理解多学科团队中各角色的作用及其内在联 系，理解分工和协作、参与和分享、信任与尊重。 （6）毕业要求观测点 12-1：具有自主学习与终身学习并适应发展的能力。 2.2 课程目标 根据电气专业、新能源专业毕业要求观测点，本课程设置了 8 个知识目标， 4 个能力目标（简称：DLDZ-X），另根据教育部和学校要求，课程设置了 1 个 思政目标，不做输出目标考核。 知识目标： DLDZ-1：电力电子技术的基本概念和具体应用 掌握电力电子技术的基本概念、分类；理解电力电子技术与相关课程之间的
关系：了解电力电子技术的具体应用以及发展趋势。 DLDZ-2:电力电子器件 掌握电力电子器件的基本概念和分类：掌握电力二极管的结构、工作原理 基本特性和主要参数；掌握晶闸管的结构、工作原理、基本特性和主要参数：掌 握全控型器件的结构、工作原理、基本特性和主要参数：理解电力电子器件的驱 动电路、保护电路、缓冲电路的工作原理。 DLDZ-3:电力电子变换电路 整流电路：学握整流电路的定义与分类：学握单相整流电路、三相整流电路 的拓扑结构、工作原理、波形分析和定量计算；掌握整流电路的谐波特性以及功 率因数定义。 逆变电路：学握逆变电路的定义与分类：学握单相逆变电路、三相逆变电路 的拓扑结构、工作原理、波形分析和定量计算。 交流交流变流电路：明确交流交流变流电路的定义、分类和工程应用：掌 握单相交流交流变流电路、三相交流交流变流电路的拓扑结构、工作原理、波 形分析和定量计算 直流-直流变流电略：明确直流-直流变流电路的定义与分类；掌握降压斩波 电路、升压斩波电路及带隔离的直流直流变流电路的拓扑结构、工作原理、波形 分析和定量计算。 DLDZ-4:PWM控制技术 理解PWM控制技术的基本原理与分类；理解单极性调制和双极性调制的区 别：掌握三相桥式PWM逆变电路的工作原理、波形分析及谐波分析：理解直流 电压利用率的基本概念：掌握滞环比较和三角波比较两种PWM跟踪方式的基本 原理 DLDZ-5:软开关技术 理解软开关技术的基本概念：明确软开关与硬开关的区别：掌握软开关电路 的分类和典型软开关电路的工作原理。 能力目标： DLDZ-6:电力电子电路分析能力 能运用所学知识分析电力电子变换电路的工作原理、控制方式：能推导电力 5
5 关系；了解电力电子技术的具体应用以及发展趋势。 DLDZ-2：电力电子器件 掌握电力电子器件的基本概念和分类；掌握电力二极管的结构、工作原理、 基本特性和主要参数；掌握晶闸管的结构、工作原理、基本特性和主要参数；掌 握全控型器件的结构、工作原理、基本特性和主要参数；理解电力电子器件的驱 动电路、保护电路、缓冲电路的工作原理。 DLDZ-3：电力电子变换电路 整流电路：掌握整流电路的定义与分类；掌握单相整流电路、三相整流电路 的拓扑结构、工作原理、波形分析和定量计算；掌握整流电路的谐波特性以及功 率因数定义。 逆变电路：掌握逆变电路的定义与分类；掌握单相逆变电路、三相逆变电路 的拓扑结构、工作原理、波形分析和定量计算。 交流-交流变流电路：明确交流-交流变流电路的定义、分类和工程应用；掌 握单相交流-交流变流电路、三相交流-交流变流电路的拓扑结构、工作原理、波 形分析和定量计算。 直流-直流变流电路：明确直流-直流变流电路的定义与分类；掌握降压斩波 电路、升压斩波电路及带隔离的直流直流变流电路的拓扑结构、工作原理、波形 分析和定量计算。 DLDZ-4：PWM 控制技术 理解 PWM 控制技术的基本原理与分类；理解单极性调制和双极性调制的区 别；掌握三相桥式 PWM 逆变电路的工作原理、波形分析及谐波分析；理解直流 电压利用率的基本概念；掌握滞环比较和三角波比较两种 PWM 跟踪方式的基本 原理。 DLDZ-5：软开关技术 理解软开关技术的基本概念；明确软开关与硬开关的区别；掌握软开关电路 的分类和典型软开关电路的工作原理。 能力目标： DLDZ-6：电力电子电路分析能力 能运用所学知识分析电力电子变换电路的工作原理、控制方式；能推导电力